实验16 分光计的调节与使用
分光计是一种能精确测量光线偏转角度的光学仪器，也称为测角仪。光学中的许多基本量如料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测，此外还能精确测量光学平面间的夹角。由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。
一、实验目的
1、了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法。
2、掌握测定棱镜角的方法。
3、用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
二、实验原理
三棱镜如图16-1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角α称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图16-1三棱镜示意图
•• 1．反射法测三棱镜顶角α
如图16-2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线
沿T
3和T
4
方位射出，T
3
和T
4
方向的夹角记为θ，由几何学关系可知：
θ
π
α-
=（16-1）图16-2 反射法测顶角
2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率
假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角δ称为偏向角，如图16-3所示。
• 图16-3 最小偏向角的测定
转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角δ发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向
角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达到最小值，测出最小偏向角δmin 。可以证明棱镜材料的折射率n 与顶角α及最小偏向角的关系式为:
2sin
)(21
sin min ααδ+=
n （16-2）
实验中，利用分光镜测出三棱镜的顶角α及最小偏向角δmin ，即可由上式算出棱镜材料的折射率。
三、实验仪器
分光计（JJY 型1’）、双面镜、钠光灯、三棱镜 仪器使用说明
关于分光计的调整（分光计结构如图16-4所示）
图16-4 JJY 型1’分光计实物结构图
在进行调整前，应先熟悉所使用的分光计中下列螺丝的位置： ①目镜调焦(看清分划板准线)手轮； ②望远镜调焦(看清物体)调节手轮(或螺丝)；③调节望远镜高低倾斜度的螺丝；④控制望远镜(连同刻度盘)转动的制动螺丝；⑤调整载物台
水平状态的螺丝；⑥控制载物台转动的制动螺丝；⑦调整平行光管上狭缝宽度的螺丝；⑧调整平行光管高低倾斜度的螺丝；⑨平行光管调焦的狭缝套筒制动螺丝。
(1)目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调成水平，并与中心轴垂直(粗调是后面进行细调的前提和细调成功的保证)。
(2)用自准法调整望远镜，使其聚焦于无穷远。
①调节目镜调焦手轮,直到能够清楚地看到分划板"准线"为止。
•• ②接上照明小灯电源，打开开关，可在目镜视场中看到如图16-5所示的“准线”
• 图16-5 目镜视场
和带有绿色小十字的窗口。
③将双面镜按图16-6所示方位放置在载物台上。这样放置是出于这样的考
虑：若要调节平面镜的俯仰，只需要调节载物台下的螺丝a
1或a
2
即可，而螺丝
a
3
的调节与平面镜的俯仰无关。
图16-6平面镜的放置
•• ④沿望远镜外侧观察可看到平面镜内有一亮十字，轻缓地转动载物台，亮十字也随之转动。但若用望远镜对着平面镜看，往往看不到此亮十字，这说明从望远镜射出的光没有被平面镜反射到望远镜中。
我们仍将望远镜对准载物台上的平面镜，调节镜面的俯仰，并转动载物台让反射光返回望远镜中，使由透明十字发出的光经过物镜后（此时从物镜出来的光还不一定是平行光），再经平面镜反射，由物镜再次聚焦，于是在分划板上形成模糊的像斑（注意：调节是否顺利，以上步骤是关键）。然后先调物镜与分划板间的距离，再调分划板与目镜的距离使从目镜中既能看清准线，又能看清亮十字的反射像。注意使准线与亮十字的反射像之间无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。如果没有视差，说明望远镜已聚焦于无穷远。
•• (3)调整望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。
•• 平面镜仍竖直置于载物台上，使望远镜分别对准平面镜前后两镜面，利用自准法可以分别观察到两个亮十字的反射像。如果望远镜的光轴与分光计的中心轴相垂直，而且平面镜反射面又与中心轴平行，则转动载物台时，从望远镜中可以两次观察到由平面镜前后两个面反射回来的亮十字像与分划板准线的上部
十字线完全重合，如图16-7（c）所示。若望远镜光轴与分光计中心轴不垂直，平面镜反射面也不与中心轴相平行，则转动载物台时，从望远镜中观察到的两个亮十字反射像必然不会同时与分划板准线的上部十字线重合，而是一个偏低，一个偏高，甚至只能看到一个。这时需要认真分析，确定调节措施，切不可盲目乱调。重要的是必须先粗调：即先从望远镜外面目测，调节到从望远镜外侧能观察到两个亮十字像；然后再细调：从望远镜视场中观察，当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远镜，均能观察到亮十字时，如从望远镜中看到准线与亮十字像不重合，它们的交点在高低方面相差一段距离如图16-7(a)所示。•此时调整望远镜高低倾斜螺丝使差距减小为h/2，如图16-7(b)所示。再调节载物台下的水平调节螺丝，消除另一半距离，使准线的上部十字线与亮十字线重合，如图16-7(c)所示。之后，再将载物台旋转180o，使望远镜对着平面镜的另一面，采用同样的方法调节。如此反复调整，直至转动载物台时，从平面镜前后两表面反射回来
的亮十字像都能与分划板准线的上部十字线重合为止。这时望远镜光轴和分光计的中心轴相垂直，常称这种方法为逐次逼近各半调整法。
图16-7 亮十字像与分划板准线的位置关系
• （4）调整平行光管
•• 用前面已经调整好的望远镜调节平行光管。当平行光管射出平行光时，则狭缝成像于望远镜物镜的焦平面上，在望远镜中就能清楚地看到狭缝像，并与准线无视差。①调整平行光管产生平行光。取下载物台上的平面镜，关掉望远镜中的照明小灯，用钠灯照亮狭缝，从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像，同时调节平行光管狭缝与透镜间的距离，直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中的缝宽约为1mm。②调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。望远镜中看到清晰的狭缝像后，转动狭缝（但不能前后移动）至水平状态，调节平行光管倾斜螺丝，使狭缝水平像被分划板的中央十字线上、下平分，如图16-8(a)所示。这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。再把狭缝转至铅直位置，并需保持狭缝像最清晰而且无视差，位置如图16-8(b)所示。
图16-8 狭缝像与分划板位置
•至此分光计已全部调整好，使用时必须注意分光计上除刻度圆盘制动螺丝
及其微调螺丝外，其它螺丝不能任意转动，否则将破坏分光计的工作条件，需要重新调节。
四、实验内容
1．分光计的调整（见仪器使用说明） 2. 测量
•• 在正式测量之前，请先弄清你所使用的分光计中下列各螺丝的位置：①控
制望远镜（连同刻度盘）转动的制动螺丝；②控制望远镜微动的螺丝。 ••••(1)用反射法测三棱镜的顶角α
•• 如图16-2 所示，使三棱镜的顶角对准平行光管，开启钠光灯，使平行光照射在三棱镜的AC 、AB 面上，旋紧游标盘制动螺丝，固定游标盘位置，放松望远镜制动螺丝，转动望远镜（连同刻度盘）寻找AB 面反射的狭缝像，使分划板上竖直线与狭缝像基本对准后，旋紧望远镜螺丝，用望远镜微调螺丝使竖直线与狭缝完全重合，记下此时两对称游标上指示的读数T 3、T 3’。转动望远镜至AC 面进行同样的测量得T 4、T 4’。可得
341T T -=θ
341T T '-'='θ
三棱镜的顶角α为
⎩⎨
⎧'--=1
1
θπθπα 重复测量三次取平均。
(2) 棱镜玻璃折射率的测定
•• 分别放松游标盘和望远镜的制动螺丝，转动游标盘（连同三棱镜）使平行光射入三棱镜的AC 面，如图16-3 所示。转动望远镜在AB 面处寻找平行光管中狭缝的像。然后向一个方向缓慢地转动游标盘（连同三棱镜）在望远镜中观察狭缝像的移动情况，当随着游标盘转动而向某个方向移动的狭缝像，正要开始向相反方向移动时，固定游标盘。轻轻地转动望远镜，使分划板上竖直线与狭缝像对准，记下两游标指示的读数，记为T 5、T 3’；然后取下三棱镜，转动望远镜使它直接对准平行光管，并使分划板上竖直线与狭缝像对准，记下对称的两游标指示的读数，记为T 6 、T 6’，可得
重复测量三次求平均。
五、数据处理
列表记录所有的数据：
1、反射法测顶角α
表16-1
次数 角坐标
3T
3T '
4T
4T '
1θ
1θ'
α
1 2 3
α
表16-1中的
||'441T T -=θ、 ||'33'1T T -=θ、⎩⎨⎧'
--=11
θπθπα
2、测最小偏向角min δ
表16-2
次数 角坐标
5T
5T '
6T
6T '
min δ
1 2 3
min δ
表16-2中的
3、棱镜玻璃的折射率n ：将以上数据即顶角α、最小偏向角min δ代入下面公式：
2sin
)(21
sin min ααδ+=
n
计算得到：n= 。
六、思考题
【预习思考题】
1. 分光计的调节要求有哪些?
2. 调节望远镜适合观察平行光即达到调焦无穷远时,目镜视场中看到的绿”十”字像和”≠”形叉丝应满足什么要求?如何调节?
3. 望远镜光轴与分光计中心轴不垂直时,应如何调节? 【讨论思考题】
4．已调好望远镜光轴垂直主轴,若将平面镜取下后,又放到载物台上(放的位置与拿下前的位置不同),发现两镜面又不垂直望远镜光轴了,这是为什么?是否说明望远镜光轴还没调好?
七、注意事项
1．转动载物平台是指转动游标盘带动载物台一起转动，所以用锁紧螺钉将游标盘与载物台锁在一起。
2．狭缝宽度1mm 左右为宜，宽了测量误差大，窄了光通量小。狭缝易损坏，尽量少调动，调节时要边看边调，切忌两缝太近。
3. 光学仪器螺钉的调节动作要轻柔，锁紧螺钉也是指锁住即可，不可用力过大，以免损坏器件。
参考文献
1.吴泳华 霍剑青 熊永红.大学物理实验第一册，北京：高等教育出版社，2001年，191-198
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115 实验1 分光计的调整和三棱镜折射率的测定 【实验目的】 1．了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法。 2．了解测定棱镜顶角的方法。 3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。 【实验器材】 分光计、钠灯、三棱镜、双面平面镜。 【实验原理】 分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪，在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角、光束的偏向角等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察、测量光谱线的波长等。下面以学生型分光计（JJY 型）为例，说明它的结构、工作原理和调节方法。 一、分光计的结构 分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，每部分均 有特定的调节螺钉，图5-11-1为JJY 型分光计的结构外型图。 1．分光计的底座要求平稳而坚实。在底座的中央固定着中心轴，望远镜、刻度盘和游标内盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转。 2．平行光管固定在底座的立柱上，它是用来产生平行光的。其一端装有消色差的汇聚透镜，另一端装有狭缝的圆筒，狭缝的宽度根据需要可在0.02～2ｍｍ范围内调节。 3．望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起，套在主刻度盘上，它是用来观察目 图5-11-1 分光计 1-狭缝装置 2-狭缝装置锁紧螺钉 3-平行光管 4-制动架（一） 5-载物台 6-载物台调节螺钉（3只） 7-载物台锁紧螺钉 8-望远镜 9-目镜锁紧螺钉 10-分划板 11-目镜调节手轮 12-望远镜仰角调节螺钉 13-望远镜水平调节螺钉 14-望远镜微调螺钉 15-转座与刻度盘制动螺钉 16-望远镜制动螺钉 17-制动架（二） 18-底座 19-转座 20-刻度盘 21-游标盘 22-游标盘微调螺钉 23-游标盘制动螺钉 24-平行光管水平调节螺钉 25-平行光管仰角调节螺钉 26-狭缝宽度调节手轮
?实验简介 分光计是精确测定光线偏转角的仪器，可以用于测量材料的折射率、光源的光谱，在光谱学、材料特性、偏振光的研究、棱镜特性、光栅特性的研究中都有广泛的应用。 ?实验原理 分光计主要由三部分：望远镜，平行光管和主体(底座、度盘和载物台)组成。附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看度盘的放大镜。望远镜的目镜叫做阿贝目镜，如图1所示，可以将小灯泡的光引入分划板，当分划板的位置刚好在望远镜的焦平面上时，从载物台上放置的平面镜上反射回来的光正好落在分划板上形成一个清晰的十字象。利用这个原理可以将望远镜调好(出射平行光以及使望远镜的主轴与仪器主轴垂直)，当望远镜调好后就可以利用望远镜调节平行光管，此时就可以进行光线的角度的测量了。 在本实验的目的是测量棱镜材料的折射率，根据棱镜的最小偏向角公式： 其中n为棱镜的折射率， min为最小偏向角，A为棱镜的顶角。 利用分光计测出棱镜的最小偏向角和顶角，就可以由上面的公式求出棱镜材料的折射率n。 ?实验内容 1．使学生深入了解分光计的构造和设计原理，学会调整分光计的正确方法； 2．了解用最小偏向角法测棱镜材料折射率的基本原理； 3．完成测量折射率实验，并正确分析实验误差。 ?设计性内容
1. 拟定实验方案，测量光栅常数d和光栅角色散率D。 ?实验重点 1．仪器主轴的基本概念和载物台的作用； 2．分光计的主要光学元件望远镜的调整：本实验主要使用自准直法使望远镜对无限远调焦，用双面反射镜使望远镜的光轴与仪器的主轴垂直。 ?实验难点 1．由于望远镜视场很小(3?22')，分光计的调整难度较大； 2．载物台在实验中的作用。 3.阿贝目镜是采用几何分光的办法，光源通过45?的反射棱镜照亮分划板上的标尺刻线(小十字)，由标尺中心发出的主光线(通过物镜—望远镜系统的孔径光栏，入瞳—中心的光线)与自准直光轴成α角，并经物镜成象于无穷远，再被物镜前面垂直于光轴的平面反射镜反射后，其反射象的主光线与光轴的夹角为一对称的α角，因此，再经物镜成象时，象点A”与原标尺中心A以光轴为对称，这种目镜的视场有一小半被棱镜遮挡。(由阿贝目镜的构造可知，操作时不得用手转动分划板下面的通光管，否则引起小孔错位，将无法将小孔照亮) 4.载物台的调节：调节载物台的目的并不是要将载物台调节成水平(或与仪器主轴垂直)而是使放在上面的平面镜及三棱镜的工作面与望远镜光轴垂直(因为
实验16 分光计的调节与使用 分光计是一种能精确测量光线偏转角度的光学仪器，也称为测角仪。光学中的许多基本量如料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测，此外还能精确测量光学平面间的夹角。由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。 一、实验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法。 2、掌握测定棱镜角的方法。 3、用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。 二、实验原理 三棱镜如图16-1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角α称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。 图16-1三棱镜示意图 •• 1．反射法测三棱镜顶角α
如图16-2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线 沿T 3和T 4 方位射出，T 3 和T 4 方向的夹角记为θ，由几何学关系可知： θ π α- =（16-1）图16-2 反射法测顶角 2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率 假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角δ称为偏向角，如图16-3所示。 • 图16-3 最小偏向角的测定 转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角δ发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向
实验名称：分光计的使用实验 实验目的：掌握使用分光计进行光谱测量的基本操作，了解分光计的原理与应用。 实验器材： 1.分光计 2.试剂溶液：例如溴酚蓝溶液 3.盖玻片 4.清洁纸巾 实验步骤： 1.准备阅读：先对分光计的使用说明进行仔细阅读，了解仪器的安全使用方法。 2.打开仪器：按照仪器使用手册上的指导，正确打开分光计的电源并预热。 3.校准仪器：按照说明书，进行仪器的校准。校准过程可能包括光源的校准和波长标定等。 4.准备样品：准备好待测样品溶液，并在透明的盖玻片上放一滴样品。 5.放入样品：将盖玻片放入分光计的样品槽中，确保样品与仪器的接触良好。 6.设置波长：按照实验需要，设置适当的波长。可使用仪器的旋钮或数字界面进行设置。 7.开始测量：按下仪器上的测量按钮，观察仪器屏幕上
的光谱图像或读取所需的数据。 8.结束测量：测量完成后，关闭仪器并关闭电源。 9.清洁和保存：使用清洁纸巾擦拭干净仪器表面和样品槽，将仪器归位并妥善保存。 实验结果分析：根据实验的目的和样品特性，对测量结果进行分析和解读。 实验结论：通过本实验的操作，我们成功地使用分光计进行了光谱测量，并获得了相关的数据。分光计是一种常用的分析仪器，可以用于测量吸收、透射、反射等样品的光谱特性。熟练掌握分光计的使用方法对于科学研究和实验分析具有重要意义。 注意事项： 1.实验操作时需注意安全，避免仪器的损坏和人身伤害。 2.如实验有特殊要求，请参考仪器的使用手册和相关实验指导。 这是一个简化的实验报告范例，具体实验内容和要求可能根据实验的具体目的和要求而有所不同。在撰写实验报告时，请根据实际实验情况和要求进行详细描述和分析。
分光计的调节和使用实验报告 实验报告：分光计的调节和使用 一、实验目的 1.掌握分光计的结构和原理； 2.学会使用分光计进行光的分离和测量。 二、实验仪器和材料 1.分光计； 2.白光光源； 3.凸透镜； 4.显微镜尺； 5.排水槽。 三、实验原理 分光计是一种利用光的色散现象，将复杂的光谱分解成不同波长的光线，实现光的分离与测量的仪器。其结构主要包括光源、准直系统、分散系统、接收系统和检测器等。 分光计的基本原理是利用凹面反射镜和折射棱镜产生色散。首先，通过准直系统将光源的光聚焦成平行光线，然后进入分散系统。在分散系统中，光线通过凹面反射镜被分离成不同的波长，每个波长对应一个不同的角度。最后，经过接收系统将各个波长的光线聚焦到检测器上进行测量。 四、实验步骤
1.将分光计放在水平台上，调整仪器水平； 2.将白光光源固定在光源支架上，然后将光源放在分光计上； 3.打开白光光源，观察通过凹面反射镜的光线，在检测器上会呈现连 续的光谱； 4.调节分光计的反射镜和棱镜，使得光谱尽可能的清晰和明亮； 5.使用显微镜尺测量不同波长的光线在检测器上的位置，并记录数据； 6.根据测量的数据，绘制出光谱的图像。 五、实验结果与分析 通过实验测量得到的数据，可以绘制出一条明亮的连续光谱图。光谱 图上的每一个峰代表着光线的一个波长，通过测量峰的位置可以计算出光 的波长。在分光计的应用中，常常使用光的波长来进行测量和分析。根据 实验结果，可以推断实验装置和调节的准确性。如果测量结果出现偏差， 可能是由于分光计的调节不准确或者仪器本身存在问题。 六、实验注意事项 1.实验过程中要确保实验台面水平，以免对实验结果产生影响； 2.在调节分光计时，要注意仪器各部件的位置和角度，保证光线能够 正常传输； 3.在测量光谱时，要使用精确的测量工具并记录准确的数据。 七、实验结论
实验三分光计的使用 3.1实验步骤 （1）载物台粗调：调节望远镜的俯仰调节螺丝和载物台下的三个调节螺丝，使望远镜和平台基本水平。将双面反射镜放在载物平台上，与望远镜筒垂直，视场中能看到十字光标和它经过平面镜反射回来的光斑。将平台转过180度，视场中仍能看到十字光标反射回来的光斑。 （2）望远镜调节：调节目镜调节手轮，看清叉丝。前后移动目镜套筒，看清绿色十字架。 （3）望远镜轴线及平台与中心转轴垂直：将双面反射镜放在载物台上任意两螺钉的中垂线上，并使之正对望远镜。用各半调节法调节载物台下方的调节螺丝B1、B3和望远镜的俯仰螺丝，使十字光标通过反射镜成的像与分划板上的十字线重合。使载物台（连同底座）转动180度，同样用各半调节法调节使十字光标通过反射镜另一面成的像也与分划板上的十字线重合。重复上述操作，直至任一面都能使十字光标像到位。至此以后不再碰B1、B3和望远镜的俯仰螺丝。将反射镜旋转90度，并使平面镜正对望远镜，用各半调节法调节螺丝B2，使十字光标像也与分划板上的十字线重合。将载物台转动180度，重复操作，直至任一面都能使十字光标像调节到位。 （4）平行光管轴线与中心转轴垂直：取走反射镜，将已调节好的望远镜正对和平行光管，打开汞灯，照亮狭缝。松开狭缝套筒锁定螺丝，调节狭缝套筒前后的位置，使望远镜视场中能看到清晰的狭缝像。旋转狭缝套筒的调节狭缝的方向，使狭缝像与望远镜分划板水平叉丝平行。调节水平光管仰角螺丝，使狭缝像与分划板中间的水平叉丝重合。调节狭缝的粗细调节旋钮，使缝宽适当。 3.1.1测顶角 （1）测量步骤 1、将棱镜放在载物台上，望远镜对准棱镜的其中一个折射面，记下此时对径方向的刻度盘的度数。 2、使望远镜对准另一个折射面，并记下此时对径方向所指标的刻度盘的两个读数。 3.1.2测棱镜折射率
分光计的原理实验报告 【实验报告】分光计的原理实验报告 一、实验目的： 通过分光计实验，了解分光计的原理和使用方法，掌握分光计的操作技巧，培养实验分析能力。 二、实验仪器： 1. 分光计仪器 2. 毛细胆机 3. 滤光片 4. 样品容器 三、实验原理： 分光计是一种用于分析物质吸收和传输特性的仪器。它通过光源发出的光线对物质进行照射，物质通过吸收、散射、透射等方式与光相互作用，从而改变光的特性。分光计通过测量光的强度变化，从而判断物质的吸收或透射特性。 分光计的原理可以归纳为以下几个方面： 1. 光源：分光计一般采用白炽灯或氙灯作为光源。光源的光波长范围决定了分光计的可见光范围。 2. 照射系统：光源发出的光线经过聚焦装置，通过进样口照射到样品上。 3. 样品：样品接收到光线后，会发生吸收、散射或透射等作用。样品的浓度、物理性质等会影响光的特性。 4. 探测器：接受样品经过后的光线，将其转化为电信号。常用
的探测器有光电二极管、光电倍增管等。 5. 信号处理：探测器将光转化为电信号后，需要经过放大、滤波等处理，进而得到样品对光的吸收或透射特性的信息。 四、实验步骤： 1. 打开分光计仪器，预热一段时间。 2. 调节光源的亮度，使其适合当前实验。 3. 放入滤光片，选择合适的波长范围。 4. 准备样品容器，根据实验需求调整容器的取样量。 5. 将待测样品放入容器中，放入样品架上。 6. 调节分光计的光路径长度和采集速度。 7. 点击仪器上的开始按钮，开始收集样品的光谱数据。 8. 通过信号处理功能，得到样品对光的吸收或透射特性信息。 五、实验注意事项： 1. 实验过程中避免对电路和仪器的损坏。 2. 注意样品的处理，避免与仪器接触产生污染或腐蚀等危险。 3. 注意分光计的安全使用，避免光线直接照射眼睛。 4. 选择合适的滤光片，避免光波长超出分光计的范围。 5. 注意调节光源的亮度，避免对样品产生热效应。 六、实验结果及分析： 根据具体实验内容，记录分光计的光谱数据和样品对光的吸收或透射特性。根据数据分析，得出样品的相关信息，如浓度、吸收峰位置等。 七、实验结论：
大学物理实验报告分光计 大学物理实验报告：分光计 引言 在大学物理实验中，分光计是一种常用的仪器，用于测量光的波长、频率和能 量等参数。通过分光计的使用，我们可以更好地理解光的性质和行为，探索光 的奥秘。本报告将详细介绍分光计的原理、使用方法以及实验结果的分析。 一、分光计的原理 分光计是一种基于光的干涉现象进行测量的仪器。它主要由光源、准直器、光栅、透镜和光电探测器等组成。当入射光通过准直器后，经过光栅的作用，会 发生衍射现象。光栅的作用是将入射光分解成不同波长的光，形成光谱。通过 调整仪器中的光栅和透镜的位置，我们可以选择特定的波长进行测量。 二、分光计的使用方法 1. 准备工作 在进行实验之前，我们需要先检查分光计是否正常工作。确保光源、准直器和 光电探测器的连接正确，并且透镜的位置调整合适。 2. 调整仪器 首先，我们需要调整准直器的位置，使得入射光线垂直于光栅。然后，通过调 整透镜的位置，使得光线能够汇聚到光电探测器上。 3. 测量光谱 打开光源，调整光栅的位置，使得光线通过光栅后能够形成清晰的光谱。然后，将光电探测器连接到计算机上，并打开相应的软件。 4. 记录数据
在软件界面上，我们可以看到光电探测器接收到的光强信号。通过移动光栅和透镜的位置，我们可以选择不同波长的光进行测量。记录下每个波长对应的光强值，并进行数据分析。 三、实验结果的分析 通过分光计的测量，我们可以得到不同波长光的光强值。根据光的干涉现象，我们知道不同波长的光在干涉过程中会产生干涉条纹，从而形成光谱。通过分析光谱的特征，我们可以推断出光的波长、频率和能量等参数。 在实验中，我们可以选择不同的光源进行测量，比如白炽灯、氢气放电灯等。通过测量这些光源的光谱，我们可以了解它们所发出的光的特点和成分。 此外，分光计还可以用于测量物质的光谱。不同物质在受到光照射后，会产生特定的光谱。通过与已知物质的光谱进行对比，我们可以确定未知物质的成分和性质。 结论 通过本次实验，我们深入了解了分光计的原理和使用方法。分光计是一种非常重要的物理实验仪器，它可以帮助我们研究光的性质和行为。通过测量光谱，我们可以推断出光的波长、频率和能量等参数，并且还可以用于物质成分的分析。在今后的学习和研究中，我们将继续探索分光计的更多应用领域，为科学研究做出更多的贡献。
实验四分光计得调整及光栅常数得测定 分光计作为基本得光学仪器之一,它就是精确测定光线偏转角得仪器,也称之为测角仪。光学中很多基本量(如反射角、折射角、衍射角等)都可以由它直接测量。因此，可以应用它测定物质得有关常数(如折射率、光栅常数、光波波长等),或研究物质得光学特性(如光谱分析)。应用分光计必须经过一系列仔细得调整，才能得到准确得结果。因此,在学习使用过程中,要做到严谨、细致,才能正确掌握。 【实验目得】 １。了解分光计构造得基本原理。 2．学习分光计得调整技术,掌握分光计得正确使用方法. ３。利用分光计测定光栅常数。 【实验原理】 1．分光计 光线入射到光学元件上,由于反射或折射等作用,使光线产生偏离，分光计就就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度得一种仪器。要测定此角，必须满足两个条件: ⑴入射光与出射光均为平行光； ⑵入射光、出射光以及反射面或折射面得法线都与分光计得刻度盘平行. 为此,分光计上装有能造成平行光得平行光管、观察平行光得望远镜及放置光学元件得载物台,它们都装有调节水平得螺钉。为了读出测量时望远镜转过得角度,配有与望远镜连接在一起得刻度盘，如图4—1所示。各部分别介绍如下： ⑴读数装置。在底座１9得中央固定一中心轴,度盘２２与游标盘21套在中心轴上，可以绕中心轴旋转;度盘下端有轴承支撑,使旋转轻便灵活;度盘上得刻线把360°圆周角分成720等份，每份为30′。同一直径方向两端各有一个游标读数装置,测量时,对望远镜得两个位置中每一位置都读出两个数值,然后对同侧得差值读数取平均值,这样可以消除因偏心引起得误差（见本实验参考资料)。 ⑵平行光管。立柱2３固定在底座上，平行光管３安装在立柱上,平行光管得光轴位置可以通过立柱上得调节螺钉26、２7分别进行左右、水平微调,平行光管有一狭缝装置1。旋松螺钉２,转动装有狭缝得内套筒使狭缝成严格得垂直状，前后移动内套筒,使狭缝严格地处在透镜焦平面上,则平行光管发出狭缝平行光。 狭缝得宽度可在0、02～2、0０mm内由螺钉28调节，一般在教师指导下调节.
Experiment 2-6: Prime spectrometer 1. Aim: Measurement of the p rime’s angle from a mercury lamp using a prime spectrometer. 2. Theory: Optical instruments fall into two general groups: image-forming instruments, such as the microscope, telescope, etc.; and analyzing instruments, such as the spectrometer. Instruments of the first class serve to form an image of some given object; instruments of the second class are used to analyze light as to its composition, intensity, state of polarization, and other characteristics. The spectrometer, shown in Fig. 1, consists of: a collimator, a telescope, and a prime table. Fig. 1. Spectrometer 1-slit; 2-locking screw for slit; 3-collimator tube; 4-locking bar; 5-prime table; 6-leveling screws (three) for table; 7-locking screw for table; 8-telescope; 9-locking screw for eyepiece; 10-Abbéself-collimating ocular; 11-focus wheel for eyepiece; 12-vertical adjustment screw for telescope; 13-horizontal adjustment screw for telescope; 14-rotatable supporting arm; 15-fine tuning screw for telescope; 16-locking screw for table and dial; 17-locking screw for telescope; 18-brake system; 19-supporting base; 20-rotatable base; 21-dial disk; 22-vernier disk; 23-supporting column; 24-fine tuning screw for vernier; 25-locking screw for vernier; 26-horizontal adjustment screw for collimator; 27-vertical adjustment screw for collimator; 28-adjusting wheel for slit
3.17 分光计的调节和使用 【实验简介】 分光计是一种精确测量角度的典型光学仪器，常用来测量光学材料的折射率、光波波长、光学元件的色散率及观测光源的光谱等。分光计的调节思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用，有助于操作更复杂的光学仪器。 【实验目的】 1．了解分光计的结构和工作原理。 2．掌握分光计的调节要求和调节方法。 3．学会用分光计测量玻璃三棱镜的折射率。 【预习思考题】 1．分光计在测量角度之前应处于什么状态？为什么要处于该状态？ 2．自准直法调节望远镜接受平行光的主要步骤是什么？判断望远镜已调节到可以接受平行光的标准是什么？ 180使双面镜两3．利用双面镜调节望远镜光轴与中心轴垂直时，为什么要转动载物台0 个面反射的十字像均与分划板上方叉丝重合？只调一面行吗？ 4．如何调节和判断平行光管出射平行光、平行光管的光轴与中心轴垂直？ 【实验仪器】 分光计、汞灯、双面反射镜、三棱镜。 【实验原理】 1．分光计的结构 分光计由望远镜、平行光管、载物台、读数装置和三角底座五部分组成。图3.17.1是它的全貌。
1.狭缝装置 2.狭缝套筒锁紧螺钉 3.平行光管 4.载物台 5.载物台调平螺钉 6.载物台锁紧螺钉 7.望远镜8.分划板套筒锁紧螺钉9.自准目镜10.目镜视度调节手轮11.望远镜光轴俯仰调节螺钉12.望远镜光轴水平方向调节螺钉13.望远镜微调螺钉14.刻度盘与望远镜固连螺钉15.望远镜止动螺钉（在背面）16.刻度盘17.游标盘18.游标盘微调螺钉19.游标盘止动螺钉20.平行光管光轴水平方向调节螺钉21.平行光管光轴俯仰调节螺钉22.狭缝宽度调节手轮 图 3.17.1 1.1三角底座 三角底座中心有竖轴，称为分光计的中心轴。轴上装有可绕中心轴转动的望远镜和载物台。 1.2平行光管 平行光管的作用是产生平行光。平行光管由物镜和狭缝装置组成。松开螺钉2，可前后移动狭缝装置，使狭缝位于物镜的焦平面上，则平行光管产生平行光。调节手轮22可改变狭缝的宽度。调节平行光管俯仰螺钉21，可使平行光管光轴水平。 1.3望远镜 望远镜的作用是确定光线传播的方向。它由目镜、分划板和物镜组成，如图3.17.2，它们分别装在三个套筒中，彼此可以相对移动。 分划板上刻有形分化线，下方小棱镜的直角面上有一个透光十字，小电珠发出的光90方向后从透光十字出射。转动目镜视度调节手轮10,可在目镜视场中看到经小棱镜改变0 图3.17.2a所示情景。若在物镜前放一平面镜，松开螺钉8，前后移动分划板套筒使分划板落在物镜的焦平面上，则透光十字出射的光经物镜后成为平行光入射到平面镜上，经平面镜
用分光计测定三棱镜的顶角和折射率 在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v ，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c 。 c 与v 的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n 表示，即：v c n = 。同一介质对不同波长的光折射率是不同的。因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm 的折射率。本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm 的光的折射率。 1．实验目的 （1）进一步学习分光计的正确使用 （2）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。 2实验仪器 分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。 3．实验原理 介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。 当平行的单色光，入射到三棱镜的AB 面，经折射后由另一面AC 射出，如图6-13所示。入射光线LD 和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光ER 和AC 面法线的夹角i ’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。 可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i 0等于出射角i 0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δ min 。由图6-13可知： δ=（i-r ）+（i’-r’） （6-2） A =r +r’ （6-3） 可得： δ=（i+i’）-A （6-4） 三棱镜顶角A 是固定的，δ随i 和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i 而变化，所以偏向角δ仅是i 的函数．在实验中可观察到，当i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角． 令 0=di d δ ，由式(6-4)得 1' -=di di （6-5） 再利用式（6-3）和折射定律 ,sin sin r n i = 's i n 's i n r n i = （6-6） 图6-13 光线偏向角示意图
分光计法测光栅常数 3.7 分光计的调节及光栅常数的测定 分光计又称光学测角仪，是一种分光测角光学实验仪器。它常用来测量折射率、色散率、光波波长、光栅常数和观测光谱等。分光计是一种具有代表性的基本光学仪器，学好分光计的调整和使用，可为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。 3.7.1 分光计的调节 【实验目的】 了解分光计的结构和基本原理，学习调整和使用方法。 【分光计的结构和原理】 分光计主要由五个部分构成：底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。不同型号分光计的光学原理基本相同。JJY 型分光计如图3-7-1所示。 图3-7-1 JJY 型分光计 1 2 3 5 7 6 4 8 9 16 10 12 18(back) 17 11 15 14 13 19 20 21 22 23
1．狭缝装置2．狭缝装置锁紧螺钉3．平行光管4．元件夹5．望远镜6．目镜锁紧螺钉7．阿贝式自准直目镜8．狭缝宽度调节旋钮9．平行光管光轴高低调节螺钉10．平行光管光轴水平调节螺钉11．游标盘止动螺钉12．游标盘微调螺钉13．载物台调平螺钉（3只）14．度盘15．游标盘16．度盘止动螺钉17．底座18．望远镜止动螺钉19．载物台止动螺钉20．望远镜微调螺钉21．望远镜光轴水平调节螺钉22．望远镜光轴高低调节螺钉23．目镜视度调节手轮 1．底座 分光计底座（17）中心固定有一中心轴，望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心轴旋转。 2．平行光管 平行光管安装在固定立柱上，它的作用是产生平行光。平行光管由狭缝和透镜组成，如图3-7-2。狭缝宽度可调（范围0.02~2mm），透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。当狭缝位于透镜焦平面上时，由狭缝经过透镜出射的光为平行光。 图3-7-2 平行光管 3．自准直望远镜 阿贝式自准直望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。它用来观察和确定光线行进方向。自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成（如图3-7-3），三者间距可调。其中，分划板上刻有“”形叉丝；分划板下方与一块45º全反射小棱镜的直角面相贴，直角面上涂有不透明薄膜，薄膜上划有一个“十”形透光的窗口，当小电珠光从管侧经另一直角面入射到棱镜上，即照亮“十”字窗口。调节目镜，使目镜视场中出现清晰的“”形叉丝。在物镜前方放置一平面镜，然后调节物镜，使分划板位于物境焦平面上，那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境，其反射光又经物镜成像于分划板上。这时，从目镜中可以看到清晰的“”形叉丝和绿色“十”字像。此时望远镜已调焦至无穷远，适合观察平行光了。如果平面境的法线与望远镜光轴方向一致，则绿色“十”字像位于分划板“”形叉丝的上横线上，如图3-7-3中的视场。
竭诚为您提供优质文档/双击可除 分光计的实验报告 篇一：物理实验报告分光计实验 用分光计测定三棱镜的顶角和折射率 在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c。 c与v的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n表示，即：n? c 。同一介质对不同波长v 的光折射率是不同的。因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm的折射率。本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm的光的折射率。 1、实验目的
（1）进一步学习分光计的正确使用 （2）学会用最小偏向角法测三棱镜的折射率。 2．实验仪器 分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。 3．实验原理 介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。 当平行的单色光，入射到三棱镜的Ab面，经折射后由另一面Ac射出，如图6-13所示。入射光线LD和Ab面法线的夹角i称为入射角，出射光eR和Ac面法线的夹角i’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。 可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i0等于出射角i0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δ min 图6-13光线偏向角示意图 。由图6-13可知： δ=（i-r）+（i’-r’）（6-2） A=r+r’（6-3）
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验分光计实验报告 篇一：分光计的调节与使用实验报告 分光计的调节与使用实验报告 姓名：学号：专业班级：实验时间： 一、试验目的 1、了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法； 2、测量三棱镜玻璃的折射率。二、实验仪器 分光计，三棱镜，准直镜。三、实验原理 1.测折射率原理： 当i1＝i2时，δ为最小,此时 ??i1 A 2 ?min 2
??i1??i1?i1 A 2 1 (?min?A)2 设棱镜材料折射率为n，则 A ??nsinsini1?nsini1 2 i1? n? 故 sini1 ?Asin 2 sin ?min?A Asin 2 由此可知，要求得棱镜材料折射率n，必须测出其顶角Ａ和最小偏向角?min。四、实验步骤 1.调节分光计
1）调整望远镜： a目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。 b调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。 c调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。调整平行光管发出平行光并垂直仪器主轴：将被照明的狭缝调到平行光管物镜焦面上，物镜将出射平行光。 2）使载物台轴线垂直望远镜光轴。 a调整载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到平台上，是镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直。 b接通目镜照明光源，遮住从平行光管来的光，转动载物台，在望远镜中观察从侧面Ac和Ab返回的十字象，只调节台下三螺钉，使其反射象都落在上十子线处。注意）：1、望远镜对平行光聚焦。 2、望远镜，平行光管的光轴垂直一起公共轴。 3、调节动作要轻柔，锁紧螺钉锁住即可。 4、狭缝宽度1mm左右为宜。2.测量最小偏向角 （1）平行光管狭缝对准前方水银灯。 （2）把载物台及望远镜转至（1）处，找出水银灯光谱。 （3）转动载物台，使谱线往偏向角减小的方向移动，望远镜跟踪谱线运动，直到谱线开始逆转为止，固定载物台。
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验报告分光计 篇一：大学物理实验报告答案大全(实验数据) 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的(1)利用伏安法测电阻。(2)验证欧姆定律。 (3)学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。实验方法原理 根据欧姆定律，R??，如测得u和I则可计算出R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。实验装置待测电阻两只，0～5mA电流表1只，0－5V电压表1只，0～50mA 电流表1只，0～10V电压表一只，滑线变阻器1只， DF1730sb3A稳压源1台。
实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学生参照第2章中的第2.4一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。(1)根据相应的电路图对电阻进行测量，记录u值和I值。对每一个电阻测量3次。(2)计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。(3)如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。数据处理 ；(1)由u?umax??1.5%，得 到u1??0.15V,u2??0.075V (2)由I?Imax??1.5%，得 到I1??0.075mA,I2??0.75mA； ??u2??I2 )??(，求得uR1?9??101??,uR2??1?；(3)再由uR?VI (4)结果表示R1?(2.92??0.09)??103??,R2??(44??1)?? 光栅衍射 实验目的 (1)了解分光计的原理和构造。(2)学会分光计的调节和使用方法。 (3)观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理 若以单色平行光垂直照射在光栅面上，按照光栅衍射理